Hier stellen Fraunhofer-Forscher einen neuartigen Lithium-Ionen-Akku vor. Er basiert auf einem festen Elektrolyten und ist im Unterschied zu gebräuchlichen Lithium-Ionen-Akkus nicht brennbar. Ein weiteres Exponat ist eine Redox-Flow-Batterie, mit der sich verschiedene Elektrodenmaterialien, Membranen und Elektrolyte flexibel testen lassen, teilte das Fraunhofer-Institut ISC mit.
Der Vorteil von Lithium-Ionen-Akkus liegt in ihrer hohen Energiedichte und der Spannung von bis zu vier Volt. Doch die organischen Elektrolyte sind brennbar und können sich leicht entzünden, was bereits zu einigen Bränden und Rückrufaktionen geführt hat. “Es ist uns gelungen, die brennbaren organischen Elektrolyte durch ein nicht brennbares, formstabiles Polymer zu ersetzen”, sagte Kai-Christian Möller, Gruppenleiter am ISC. “Dadurch verbessert sich die Sicherheit der Lithium-Ionen-Akkus erheblich. Zudem kann der Elektrolyt durch seine feste Substanz nicht auslaufen.”
Das Polymer, das die Forscher verwendet haben, stammt aus der Stoffgruppe der Ormocere. Das ist eine, für das ISC urheberrechtlich geschützte Verbindung mit Silizium-Sauerstoffketten, die ein anorganisches Gerüst bilden, an dem organische Seitenketten hängen. Die große Herausforderung beschrieben die Forscher so: Das Polymer muss die Lithium-Ionen gut leiten, die dem Handy und dem PDA den Strom liefern. “Üblicherweise sinkt die Leitfähigkeit eines Polymers, je fester es ist. Wir hatten jedoch viele Parameter, an denen wir drehen konnten – beispielsweise können wir Kupplungsstücke mit zwei, drei oder vier Armen verwenden. Mit den Ormoceren haben wir daher mehr Möglichkeiten als bei einer einzelnen Kunststoffsorte”, sagte Möller.
Einen Prototyp des neuen Lithium-Ionen-Akkus gibt es bereits auf der Hannover-Messe (Halle 13, Stand E20) zu sehen. Bis der Energiespeicher in Laptops, PDAs und Akkuschraubern über den Ladentisch wandert, dürften allerdings noch drei bis fünf Jahre vergehen, schätzte der Experte. Die Leitfähigkeit des Polymers muss noch weiter verbessert werden, damit der Akku möglichst viel Strom in möglichst wenig Zeit abgeben oder aufnehmen kann. Dann allerdings sei es durchaus realistisch, dass er – gemeinsam mit einem Kondensator – selbst der Bleibatterie im Auto Konkurrenz macht.
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